JP2020123700A - Measurement method, measurement device, imprint device, and method of manufacturing article - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、計測方法、計測装置、インプリント装置及び物品の製造方法に関する。 The present invention relates to a measuring method, a measuring device, an imprinting device, and an article manufacturing method.
インプリント技術は、ナノスケールの微細パターンの転写を可能にする技術であり、半導体デバイスや磁気記憶媒体などのデバイスの量産用リソグラフィ技術の1つとして注目されている。インプリント技術を用いたインプリント装置では、微細なパターンが形成されたモールド(型)を、基板(シリコンウエハやガラス基板)上のインプリント材に接触させて、モールドと基板との間にインプリント材を充填する。そして、モールドと基板上のインプリント材とを接触させた状態において、光照射や温度変化などによってインプリント材を硬化させてからモールドを引き離すことで基板上にパターンを形成する。 The imprint technique is a technique that enables transfer of a nanoscale fine pattern, and has been attracting attention as one of lithography techniques for mass production of devices such as semiconductor devices and magnetic storage media. In an imprint apparatus using the imprint technology, a mold (mold) having a fine pattern is brought into contact with an imprint material on a substrate (silicon wafer or glass substrate), and the imprint material is imprinted between the mold and the substrate. Fill with printing material. Then, in a state where the mold and the imprint material on the substrate are in contact with each other, the imprint material is cured by light irradiation or temperature change, and then the mold is separated to form a pattern on the substrate.
インプリント装置においても、例えば、露光装置と同様に、基板上に既に形成されているパターンや構造に対して、新たなパターンを重ね合わせて形成することが行われている。従って、インプリント装置には、インプリント装置を用いて製造される各種デバイスの性能や歩留まりの向上のために、重ね合わせ精度を向上させることが求められている。 Also in the imprint apparatus, for example, similar to the exposure apparatus, a new pattern is overlaid on a pattern or structure already formed on the substrate. Therefore, the imprint apparatus is required to improve the overlay accuracy in order to improve the performance and yield of various devices manufactured using the imprint apparatus.
そこで、インプリント装置において、重ね合わせ精度を向上させるための技術が提案されている(特許文献1及び2参照)。特許文献1には、反りを有する基板を基板チャックに吸着する際の変形量を求め、かかる変形量に基づいて基板の位置や形状を補正することで、重ね合わせ精度を向上させる技術が提案されている。また、特許文献2には、強度分布を有する光を基板に照射することで基板が部分的に熱膨張することを利用して、基板上のパターンの位置を局所的に調整して重ね合わせ精度を向上させる技術が提案されている。
Therefore, a technique for improving the overlay accuracy in the imprint apparatus has been proposed (see
現状では、基板上に新たに形成したパターンと、基板上に既に形成されているパターンとの形状差は、それぞれのパターンとともに形成された重ね合わせ検査用のマークの相対位置を求めることで得ている。しかしながら、実際のデバイスでは、スクライブラインなどのデバイスのパターン領域外の領域にしかマークを形成することができないため、マークの数や位置に制限がある。そのため、ショット形状に関して、低次成分しか求めることができず、局所的な歪みや高次成分を求めることができない。 At present, the shape difference between the pattern newly formed on the substrate and the pattern already formed on the substrate can be obtained by obtaining the relative position of the mark for overlay inspection formed together with each pattern. There is. However, in an actual device, the marks can be formed only in a region other than the pattern region of the device such as a scribe line, and thus the number and positions of the marks are limited. Therefore, with respect to the shot shape, only low-order components can be obtained, and local distortion and high-order components cannot be obtained.
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、基板上に形成されるパターンの変形を計測するのに有利な計測方法を提供することを例示的目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems of the conventional art, and an exemplary object of the present invention is to provide a measurement method advantageous for measuring the deformation of a pattern formed on a substrate.
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての計測方法は、基板上のインプリント材にモールドを接触させることで形成されるパターンの、基板の影響を受けた変形又は転写工程の影響を受けた変形を計測する計測方法であって、前記モールドの前記インプリント材に接触する面には、周期的なパターンが形成され、前記計測方法は、前記基板上のインプリント材に前記モールドを接触させて前記インプリント材に前記パターンを転写する第1工程と、前記第1工程で前記インプリント材に転写された転写パターンと、基板又は転写工程の影響がコントロールされた基準パターンとの差分を計測する第2工程と、前記第2工程で計測された前記差分に基づいて、前記転写パターンの変形の分布を取得する第3工程と、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, a measuring method according to one aspect of the present invention provides a pattern formed by bringing a mold into contact with an imprint material on a substrate, the deformation of the pattern being influenced by the substrate, or the influence of a transfer process. A measuring method for measuring the received deformation, wherein a periodic pattern is formed on a surface of the mold, which is in contact with the imprint material, wherein the measuring method is performed by molding the mold on the imprint material on the substrate. A first step of transferring the pattern to the imprint material by bringing them into contact with each other, a transfer pattern transferred to the imprint material in the first step, and a reference pattern in which the influence of the substrate or the transfer step is controlled. It is characterized by including a second step of measuring a difference and a third step of acquiring a distribution of deformation of the transfer pattern based on the difference measured in the second step.
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される実施形態によって明らかにされるであろう。 Further objects and other aspects of the present invention will be made clear by the embodiments described below with reference to the accompanying drawings.
本発明によれば、例えば、基板上に形成されるパターンの変形を計測するのに有利な計測方法を提供することができる。 According to the present invention, for example, it is possible to provide a measuring method which is advantageous for measuring the deformation of the pattern formed on the substrate.
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。更に、添付図面においては、同一もしくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments do not limit the invention according to the claims. Although a plurality of features are described in the embodiment, not all of the plurality of features are essential to the invention, and the plurality of features may be arbitrarily combined. Furthermore, in the accompanying drawings, the same or similar components are designated by the same reference numerals, and a duplicate description will be omitted.
図1は、本発明の一側面としてのインプリント装置100の構成を示す概略図である。インプリント装置100は、半導体デバイスや液晶表示素子の製造工程であるリソグラフィ工程に採用され、基板にパターンを形成するリソグラフィ装置である。本実施形態では、インプリント装置100は、基板上に供給されたインプリント材とモールド(型)とを接触させ、インプリント材に硬化用のエネルギーを与えることにより、モールドの凹凸パターンが転写された硬化物のパターンを形成する。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an
インプリント材には、硬化用のエネルギーが与えられることによって硬化する硬化性組成物(未硬化状態の樹脂と呼ぶこともある)が用いられる。硬化用のエネルギーとしては、電磁波などが用いられる。電磁波としては、例えば、その波長が10nm以上1mm以下の範囲から選択される、赤外線、可視光線、紫外線などの光を用いる。 As the imprint material, a curable composition (also referred to as an uncured resin) that is cured by application of curing energy is used. An electromagnetic wave or the like is used as the curing energy. As the electromagnetic wave, for example, light such as infrared light, visible light, or ultraviolet light whose wavelength is selected from the range of 10 nm or more and 1 mm or less is used.
硬化性組成物は、光の照射によって硬化する組成物である。光の照射によって硬化する光硬化性組成物は、重合性化合物と光重合開始剤とを少なくとも含有し、必要に応じて、非重合性化合物又は溶剤を含有してもよい。非重合性化合物は、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマー成分などの群から選択される少なくとも一種である。 The curable composition is a composition that is cured by irradiation with light. The photocurable composition that is cured by irradiation with light contains at least a polymerizable compound and a photopolymerization initiator, and may contain a non-polymerizable compound or a solvent, if necessary. The non-polymerizable compound is at least one selected from the group consisting of a sensitizer, a hydrogen donor, an internal release agent, a surfactant, an antioxidant and a polymer component.
インプリント材は、スピンコーター(スピンコート法)やスリットコーター(スリットコート法)によって基板上に膜状に付与されてもよい。また、インプリント材は、液体噴射ヘッドによって、液滴状、或いは、複数の液滴が繋がって形成された島状又は膜状で基板上に付与されてもよい。インプリント材の粘度(25℃における粘度)は、例えば、1mPa・s以上100mPa・s以下である。 The imprint material may be applied in a film form on the substrate by a spin coater (spin coating method) or a slit coater (slit coating method). Further, the imprint material may be applied onto the substrate by the liquid ejecting head in the form of liquid drops, or in the form of islands or films formed by connecting a plurality of liquid drops. The viscosity of the imprint material (viscosity at 25° C.) is, for example, 1 mPa·s or more and 100 mPa·s or less.
基板には、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂などが用いられ、必要に応じて、その表面に基板とは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。具体的には、基板は、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスなどを含む。 The substrate is made of glass, ceramics, metal, semiconductor, resin or the like, and a member made of a material different from that of the substrate may be formed on the surface of the substrate, if necessary. Specifically, the substrate includes a silicon wafer, a compound semiconductor wafer, quartz glass and the like.
インプリント装置100は、図1に示すように、窓板101と、モールド保持機構102と、基板保持機構107と、硬化機構108と、ステージ109と、背圧調整機構110及び111と、供給部112と、制御部113とを有する。
As shown in FIG. 1, the
モールド103と基板106とは、インプリント材105を挟んで対向するように配置される。モールド103は、モールド保持機構102に保持(固定)され、基板106は、基板保持機構107に保持(固定)される。
The
モールド103には、基板上のインプリント材105に転写するためのパターン(凹凸パターン)が形成されている。モールド103の材質としては、金属、Si、各種樹脂、各種セラミックなどから広く選択して用いることができる。例えば、インプリント材105として、光硬化性のインプリント材を用いる場合には、モールド103の材質として、石英、サファイア、透明樹脂などの光透過性の材質が用いられる。また、基板106と相対する面、即ち、基板上のインプリント材と接触する面(以下、「表面」と称する)のうち、パターンが形成されたパターン領域104は、周辺部(基部)に対して凸になっている。従って、表面張力によって、基板上の未硬化のインプリント材105がパターン領域104からはみ出すことを抑制することができる。
On the
インプリント材105は、モールド103への充填時には流動性を有し、硬化後(インプリント後)には形状を保持するように固体であることが求められる。インプリント材105は、上述したように、光硬化性のインプリント材の他に、熱硬化性のインプリント材や熱可能性のインプリント材などを含む。例えば、光硬化性のインプリント材は、硬化処理において温度変化を必要とせず、装置本体を含む各部材の熱膨張や収縮に起因する基板上に転写されるパターンの位置及び形状の変化を抑制して高精度に制御しやすい。従って、光硬化性のインプリント材は、半導体デバイスの製造やその関連分野において好適に用いられる。
The
インプリント材105は、上述したように、スピンコート法、スリットコート法、スクリーン印刷法などで基板上に予め供給(塗布)された状態でインプリント装置100に搬入される場合もある。但し、本実施形態では、インプリント装置内に供給部112が設けられている。供給部112は、空圧式、機械式、インクジェット式などのディスペンサを含み、基板上の所定の位置にインプリント材105を供給する。
As described above, the
供給部112は、上述した方式のディスペンサを含むことで、モールド103のパターンの粗密に応じて、基板上に供給するインプリント材105の量(供給量)を局所的に調整することができる。また、供給部112は、上述した方式のディスペンサを含むことで、基板上にインプリント材105を供給する工程から基板上のインプリント材105にモールド103を接触させる工程までを短時間で行うことを可能にする。これにより、インプリント材105として揮発性の高い低粘度の材料を選択することが可能となり、モールド103へのインプリント材105の充填時間を短縮することができる。従って、高精度、且つ、高スループットが要求される半導体デバイスの製造及びその関連分野に用いられるインプリント装置100には、一般的に、供給部112が設けられている。
The
基板106の材質は、加工後の用途(利用法)に応じて選択される。例えば、半導体デバイスとしての用途であれば、基板106として、シリコンウエハが選択される。光学素子としての用途であれば、基板106として、石英ガラス、光学ガラス、透明樹脂などが選択される。また、発光素子としての用途であれば、基板106として、GaNやSiCなどが選択される。
The material of the
ステージ109は、基板保持機構107を介して、基板106を保持して移動するステージである。ステージ109は、基板106とモールド103との相対位置、及び、基板106と供給部112との相対位置を調整する。背圧調整機構111は、基板106の背圧を調整(制御)して、基板保持機構107を、所謂、真空チャックとして動作させる。
The
制御部113は、CPUやメモリなどを含むコンピュータで構成され、記憶部に記憶されたプログラムに従ってインプリント装置100の各部を統括的に制御してインプリント装置100を動作させる。制御部113は、インプリント処理やインプリント処理に関連する処理を制御する。
The
図2(a)、図2(b)及び図2(c)を参照して、インプリント装置100におけるインプリント処理について説明する。図2(a)に示すように、基板106には、供給部112の直下において、供給部112からインプリント材105が供給される。基板106は、インプリント材105が供給された部分(ショット領域)がモールド103のパターン領域104と相対するように位置決めされ、図2(b)に示すように、インプリント材105を介してモールド103が基板106に押し付けられる。基板上のインプリント材105とモールド103とが接触した状態において、モールド103のパターン領域104と基板106のショット領域との面内方向(XY方向)の相対的な位置関係が精密に調整される。
The imprint process in the
基板上のインプリント材105とモールド103とを接触(接液)させる際には、基板106に対してモールド103を凸形状に変形させてパターン領域104をインプリント材105に徐々に接触させるとよい。これは、基板上のインプリント材105に対してモールド103のパターン領域104の全面を同時に接触させると、モールド103と基板106との間の気体(雰囲気ガス)が部分的に閉じ込められ、未充填欠陥となるからである。なお、基板106に対してモールド103を凸形状に変形させるのではなく、パターン領域104の左右上下の1つの辺から基板上のインプリント材105に徐々に接触させても同様な効果を得ることができる。
When the
基板上のインプリント材105とモールド103とを接触させることで、インプリント材105がモールド103と基板106との間に充填される。この際、上述したように、モールド103の全体の形状を垂直方向(Z方向)に変形させることで、インプリント材105の充填性を向上させることができる。本実施形態では、窓板101によってモールド103及びモールド保持機構102の背面を塞いで気密空間を形成し、かかる気密空間の圧力を背圧調整機構110によって調整(制御)する。例えば、気密空間の圧力を上げることで、モールド103は基板106に対して凸となる略球面状に変形するため、モールド103と基板上のインプリント材105との接触はパターン領域104の中心から外側に向けて進行する。これにより、モールド103と基板106との間の気体を押し出しながらインプリント材105の充填が進行するため、高速、且つ、気体の閉じ込め(泡噛み)の少ない充填が可能となる。
By contacting the
インプリント材105の充填が十分に進行すると、硬化機構108は、基板上のインプリント材105とモールド103とを接触させた状態でインプリント材105を硬化させる。硬化機構108としては、インプリント材105の材質に応じて、インプリント材105を硬化可能な機構が採用される。例えば、インプリント材105が光硬化性のインプリント材であれば、硬化機構108として光照射機構、一般的には、紫外線領域の波長を有する光(UV光)を照射する光を照射する光照射機構が採用される。また、インプリント材105が熱硬化性のインプリント材であれば、硬化機構108として加熱機構が採用され、インプリント材105が熱可塑性のインプリント材であれば、硬化機構108として冷却機構が採用される。但し、インプリント材105が熱可塑性のインプリント材である場合には、硬化機構108として、冷却機構に加えて、充填時にインプリント材105を軟化させるための加熱機構を同時に採用するとよい。なお、冷却機構としては、チラーやペルチェ素子などの能動的な冷却機構がインプリント処理の時間を短縮する観点から好適であるが、自然放熱などの受動的な冷却機構であってもよい。
When the filling of the
基板上のインプリント材105が硬化したら、図2(c)に示すように、インプリント材105からモールド103を引き離す。これにより、基板上にインプリント材105のパターンが形成される。なお、基板上の硬化したインプリント材105からモールド103を引き離す際に、基板上にインプリント材105のパターンが残存するように、接着層や剥離層を設けておくとよい。接着層は、基板106とインプリント材105との界面に設けられ、インプリント材105との接着性を高める物質からなる層である。剥離層は、モールド103とインプリント材105との界面に設けられ、インプリント材105からのモールド103の剥離を促す物質からなる層である。接着層及び剥離層のそれぞれは、基板106及びモールド103に上述した物質を塗布することで設けてもよいし、インプリント材105に上述した物質に相当する成分を含ませてもよい。
When the
なお、インプリント装置100の各部は、上述した機能を満たしていればよく、図1に示す形態に限定されるものではない。例えば、ステージ109が基板106を移動させる代わりに、モールド103を移動させてもよいし、基板106及びモールド103の両方を移動させてもよい。また、硬化機構108は、モールド103の側ではなく、基板106の側に設けられていてもよい。例えば、インプリント材105として光硬化性のインプリント材が用いられ、モールド103にシリコンなどの不透明な材質が用いられ、基板106として石英などの透明な材質が用いられている場合を考える。この場合、硬化機構108は、基板106の側に設けられていなければならない。
It should be noted that each unit of the
図3は、基板上のインプリント材105とモールド103とを接触させた状態を示す概略断面図である。図3では、モールド103のパターン面方向をX(又はY)方向とし、モールド103のパターン面に垂直な方向をZ方向としている。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the
図3を参照するに、接触前のモールド103は、特に、力を加えない限り平坦であり、かかる平坦な面(即ち、パターン領域104)にパターンが形成されている。上述したように、インプリント処理において、モールド103は、一時的に凸形状に変形したり、その側面に力が加えられたりする。但し、モールド103(パターン領域104)は、通常、基板上のインプリント材105への接触後に平坦となる。
Referring to FIG. 3, the
一方、基板106には、例えば、下地パターンとして、多数のパターンが前工程で形成されている。従って、基板106は、その表面に凹凸を有する。このような基板上に供給されたインプリント材105にモールド103を接触させると、基板106の凹凸(表面)に倣って、モールド103がパターン面に垂直な方向(Z方向)に局所的に変形する。このため、基板106の凹凸に起因してモールド103が局所的にX(又はY)方向に変形し、パターン領域104で変形(歪み)が生じる。
On the other hand, on the
図3では、接触前のモールド103において等間隔で並んでいる点が、モールド103がインプリント材105を介して凹凸を有する基板106に押し付けられた際の変形を示している。基板106の凹凸に対応(起因)して、モールド103(パターン領域104)に局所的な歪みが生じていることがわかる。このようなモールド103の局所的な歪みは、オーバーレイ精度の低下を招くため、下層と上層とが所定のオーバーレイ精度で重ならない部分が発生し、デバイスの不良を引き起こす。
In FIG. 3, the points that are arranged at equal intervals in the
また、基板106の凹凸以外にも様々な要因によって、モールド103(パターン領域104)には、局所的な変形が生じると考えられる。ここで、様々な要因とは、例えば、接触時におけるモールド103と基板106との相対的な傾きや押し付け力、接触時のモールド103の意図的な変形、接触後のXY方向へのモールド103や基板106の駆動、熱などの転写工程の影響を含む。また、接触時のモールド103の意図的な変形とは、上述したように、インプリント材105の充填性を向上させるためにモールド103を凸形状にすることである。
It is considered that the mold 103 (pattern region 104) is locally deformed due to various factors other than the unevenness of the
従来技術においては、基板側に既に形成されていたマークと、基板側に新たに転写(形成)されたマークとの相対位置を複数点で計測することで、モールド103と基板106との相対的なショット形状の差(形状差)を捕捉している。しかしながら、実際のデバイスでは、実素子が形成される領域に多数のマークを形成することは難しく、実素子が形成される領域にマークを形成できたとしてもmmオーダーピッチとなる。従って、従来技術では、接触後のモールド103の局所的な変形を計測することが非常に難しい。また、モールド103と基板106との相対的な形状差であるため、モールド103、或いは、基板106のどちらが変形しているかを判断(分離)することが難しい。
In the prior art, by measuring the relative positions of the mark already formed on the substrate side and the mark newly transferred (formed) on the substrate side at a plurality of points, the relative position between the
そこで、本実施形態では、接触後のモールド103の局所的な変形を計測(捕捉)するための技術を提供する。図4(a)は、接触後のモールド103の局所的な変形を計測するための計測用のモールド(計測用モールド)103Aのパターン領域を示す図であり、図4(b)は、計測用のモールド103Aの断面を拡大して示す図である。
Therefore, the present embodiment provides a technique for measuring (capturing) the local deformation of the
図4(a)に示すように、モールド103Aのパターン領域には、周期的なパターンが形成されている。本実施形態では、モールド103Aのパターン領域の全面に、Y方向に平行なラインパターンLPが形成されている。但し、周期的なパターンは、モールド103Aのインプリント材105に接触する面のうち、基板上のショット領域に対応する領域に形成されていればよい。ラインパターンLPのそれぞれ(パターン要素)の深さは、インプリント材105に転写(形成)された転写パターンを計測可能なように(即ち、計測可能なパターン高さを得られるように)、かかる転写パターンを計測するシステムの性能から決められる。ラインパターンLPの間隔は、転写パターンを計測するシステムのXY方向の分解能や把握したい変形量(歪み量)や範囲によって設定される。
As shown in FIG. 4A, a periodic pattern is formed in the pattern area of the
図5(a)及び図5(b)は、モールド103AのラインパターンLPが基板上のインプリント材105に転写された状態、即ち、転写パターンを示す図である。図5(a)は、平坦な基板106、即ち、凹凸を有していない基板106Aに転写された転写パターンを示し、図5(b)は、表面が変形している基板106B、即ち、凹凸を有する基板106Bに転写された転写パターンを示している。
FIGS. 5A and 5B are diagrams showing a state in which the line pattern LP of the
図3に示したように、凹凸を有する基板106Bにモールド103AのラインパターンLPを転写すると、基板106Bの凹凸に応じてモールド103Aが変形するため、転写パターンも変形する(歪む)と考えられる。従って、図5(a)に示す転写パターンと、図5(b)に示す転写パターンとを比較すると、転写パターンの位置が変化していることがわかる。かかる転写パターンの位置の変化を計測することで、接触後のモールド103の局所的なXY方向の変形を高精度に把握することができる。
As shown in FIG. 3, when the line pattern LP of the
例えば、図5(a)や図5(b)に示す転写パターンの絶対位置を高精度に計測することができるのであれば、転写パターンを直接計測して、転写領域内のパターン分布として把握する。具体的には、干渉計などの高精度な位置計測を行うことが可能なステージ上に転写パターンが形成された基板を載置する。そして、高精度な分解能を有するスコープや触針を用いるAFMを用いることで、転写パターンの絶対位置を計測することができる。また、スコープとAFMとを組み合わせて計測してもよい。 For example, if the absolute position of the transfer pattern shown in FIGS. 5A and 5B can be measured with high accuracy, the transfer pattern is directly measured and grasped as a pattern distribution in the transfer area. .. Specifically, the substrate on which the transfer pattern is formed is placed on a stage such as an interferometer that can perform highly accurate position measurement. Then, the absolute position of the transfer pattern can be measured by using an AFM that uses a scope or a stylus having a highly accurate resolution. Further, the scope and the AFM may be combined and measured.
但し、転写パターンの絶対位置を計測する場合には、計測に時間を要し、且つ、高精度な計測を実現するためにシステムが高額になることが予測される。これを避けるために、転写パターン間の相対位置(パターン要素の間隔)を計測してもよい。例えば、スコープで転写パターンの複数のパターン要素を同時に計測する。この際、スコープは同一視野の2つのパターン要素の相対位置を計測するため、ステージの精度を緩めることができる。また、転写パターンとして一体となっている2つのパターン要素を計測するため、スコープの振動などのノイズ要素を低減することができる。 However, when measuring the absolute position of the transfer pattern, it is expected that the measurement will take time and the system will be expensive in order to realize highly accurate measurement. In order to avoid this, the relative position between transfer patterns (interval between pattern elements) may be measured. For example, a plurality of pattern elements of the transfer pattern are simultaneously measured with a scope. At this time, the scope measures the relative position of two pattern elements in the same field of view, so that the accuracy of the stage can be relaxed. Moreover, since two pattern elements that are integrated as a transfer pattern are measured, noise elements such as scope vibration can be reduced.
図6(a)及び図6(b)は、基板106Bの上のインプリント材105に転写された転写パターンを計測する計測装置300の構成を示す図である。図6(a)に示す計測装置300は、光源301から射出された光を、光学素子302及び303を介して、インプリント材105に転写された転写パターンに照射する。転写パターンで反射された光は、光学素子302、303及び304を介して、センサ305で検出される。ここで、光学素子302は、例えば、ハーフミラーや偏光ビームスプリッタを含む。なお、光学素子302として、偏光ビームスプリッタを用いる場合には、光源301と光学素子302との間に、λ/2板を配置し、光学素子302と転写パターンとの間にλ/4板を配置するとよい。これにより、転写パターンからの光を、その光量の低下を抑えながらセンサ305で検出することができる。また、熱源となる光源301及びセンサ305は、転写パターンに近いと、転写パターンが熱の影響を受けるため、ファイバーなどを用いて、転写パターンから十分に離れた位置に配置するとよい。
FIGS. 6A and 6B are diagrams showing the configuration of a
また、図6(b)に示す計測装置300では、光源301と転写パターンとの間であって、転写パターンと光学的にフーリエ変換となる位置に絞り306が配置されている。これにより、転写パターンを斜入射で照明し、光軸周辺の光を検出する、所謂、暗視野検出方式を実現することができる。
Further, in the
また、転写パターンの所望の位置を計測するためには、計測装置300と基板106Bとの相対位置を変更する必要がある。この場合、計測装置300を移動させてもよいし、基板106Bを移動させてもよいし、計測装置300及び基板106Bの両方を移動させてもよい。
Further, in order to measure a desired position of the transfer pattern, it is necessary to change the relative position between the measuring
図7を参照して、接触後のモールド103の局所的な変形を計測して、かかる変形を補正する処理について説明する。S601では、基準基板上のインプリント材105に計測用のモールド103Aを接触させてモールド103AのラインパターンLPを転写する。換言すれば、基準基板上にモールド103AのラインパターンLPに対応する転写パターンを形成する。ここで、基準基板とは、図5(a)に示すような凹凸を有していない基板(平坦な基板)である。従って、モールド103AのラインパターンLPは、その位置が変化することなく、基準基板上に転写される。
A process of measuring the local deformation of the
S602では、S601で基準基板上に形成した転写パターンを計測して基準パターンを取得する。基準基板上に形成した転写パターンの計測には、図6(a)や図6(b)に示す計測装置300を用いればよい。この際、十分な精度が得られるのであれば、転写パターンの絶対位置を計測してもよいし、転写パターン間の相対位置(パターン要素の間隔)を計測してもよい。
In step S602, the transfer pattern formed on the reference substrate in step S601 is measured to obtain the reference pattern. To measure the transfer pattern formed on the reference substrate, the measuring
なお、本実施形態では、基準基板上に形成された転写パターンの計測値から得られるパターンを基準パターンとしているが、これに限定されるものではない。基準パターンは、基準となるパターンの位置を特定することができればよい。従って、モールド103Aのパターン(ラインパターンLP)の設計値から得られるパターンやモールド103Aのパターンの計測値から得られるパターンを基準パターンとしてもよい。また、所定の転写条件で転写されたパターンの設計値から得られるパターンを基準パターンとしてもよい。換言すれば、基準パターンは、基板の凹凸などの基板の影響や転写工程の影響を受けていない(影響がコントロールされた)パターンの形状とすることができる。
In this embodiment, the pattern obtained from the measured value of the transfer pattern formed on the reference substrate is used as the reference pattern, but the present invention is not limited to this. The reference pattern only needs to be able to specify the position of the reference pattern. Therefore, a pattern obtained from the design value of the pattern of the
本実施形態のように、基準基板上に形成された転写パターンの計測値から得られるパターンを基準パターンとする場合、基準パターンには、装置要因(接触時のモールド103Aと基準基板との相対的な傾き)によるモールド103Aの変形も含まれる。そのため、基板の違いによる差分を求めることができる。一方、モールド103Aのパターンの設計値や計測値から得られるパターンを基準パターンとする場合、基準パターンには、装置要因によるモールド103Aの変形は含まれない。そのため、モールド103Aのパターンに対する転写パターンの変形量を求めることができる。従って、用途に応じて、基準パターンを使い分けるとよい。
When the pattern obtained from the measured value of the transfer pattern formed on the reference substrate is used as the reference pattern as in the present embodiment, the reference pattern includes the device factor (relative to the
S603では、目的基板上のインプリント材105に計測用のモールド103Aを接触させてモールド103AのラインパターンLPを転写する。換言すれば、目的基板上にモールド103AのラインパターンLPに対応する転写パターンを形成する。ここで、目的基板とは、モールド103のパターンが転写される実基板に相当する基板やパイロット基板であって、一般的に、図5(b)に示すような凹凸を有する基板である。従って、目的基板の凹凸に倣ってモールド103Aが変形するため、目的基板上に形成された転写パターンには、局所的な変形(歪み)が生じる。また、目的基板上に形成された転写パターンには、装置要因による変形が生じていることもある。
In step S603, the
S604では、S603で目的基板上に形成した転写パターンを計測して転写時パターンを取得する。目的基板上に形成した転写パターンの計測には、図6(a)や図6(b)に示す計測装置300を用いればよい。この際、十分な精度が得られるのであれば、転写パターンの絶対位置を計測してもよいし、転写パターン間の相対位置を計測してもよい。但し、S602での計測対象(絶対位置又は相対位置)と一致させる必要がある。これにより、目的基板上の転写パターン(ショット内)に生じた局所的な変形(歪み)や高次成分を捕捉するができる。
In step S604, the transfer pattern formed on the target substrate in step S603 is measured to obtain the transfer pattern. To measure the transfer pattern formed on the target substrate, the measuring
S605では、S602で取得した基準パターンと、S604で取得した転写時パターンとを比較して、基準パターンと転写時パターンとの差分を取得する。 In S605, the reference pattern acquired in S602 is compared with the transfer-time pattern acquired in S604 to acquire the difference between the reference pattern and the transfer-time pattern.
S606では、S605で取得した基準パターンと転写時パターンとの差分に基づいて、転写時パターンの歪みの分布を取得する。S606では、単純に、基準パターンと転写時パターンとの同一位置における計測値同士の差分を歪みの分布として取得してもよいし、差分を多項式に各成分ごとに差を求めることで歪みの分布を取得してもよい。 In step S606, the distortion distribution of the transfer pattern is acquired based on the difference between the reference pattern acquired in step S605 and the transfer pattern. In S606, the difference between the measured values at the same position of the reference pattern and the transfer-time pattern may be simply acquired as the distribution of distortion, or the distribution of distortion may be obtained by calculating the difference for each component using a polynomial difference. May be obtained.
S607では、S606で取得した転写時パターンの歪みの分布に基づいて、接触後のモールド103Aの局所的な変形を求める。
In S607, the local deformation of the
S608では、S607で求めたモールド103Aの局所的な変形が閾値以下であるかどうかを判定する。かかる閾値は、デバイスが要求するオーバーレイ精度によって決定(設定)される。高精密なパターンを転写する場合、一般的に、閾値は厳しい値となる。S607で求めたモールド103Aの局所的な変形が閾値以下である場合には、S609に移行し、S607で求めたモールド103の局所的な変形が閾値以下でない場合には、S610に移行する。
In S608, it is determined whether the local deformation of the
S609では、モールド103を用いた実際の生産工程に移行して、計測用のモールド103Aの転写時と同様の条件(インプリント条件)で基板上のインプリント材105にモールド103のパターンを転写する。
In S609, the process shifts to an actual production process using the
S610では、S607で求めたモールド103Aの局所的な変形に基づいて、モールド103Aのパターンと目的基板上のショット領域との形状差を低減(補正)するように、インプリント条件を変更する。そして、変更したインプリント条件で目的基板上にモールド103Aの転写パターンを形成する(S603)。このような工程を繰り返すことで、モールド103Aの局所的な変形が閾値以下となるインプリント条件が決定される。
In S610, the imprint condition is changed so as to reduce (correct) the shape difference between the pattern of the
インプリント条件の変更について具体的に説明する。例えば、供給部112からインプリント材105を供給する場合、供給部112から供給されるインプリント材105の量及び位置の少なくとも一方を変更することでモールド103Aのパターンと目的基板上のショット領域との形状差を低減する。具体的には、モールド103Aの局所的な変形が生じている位置やその周辺に対応する基板上の位置に供給されるインプリント材105の供給量を増減させることで、モールド103Aの局所的な変形を緩和させることができる。
The change of the imprint condition will be specifically described. For example, when the
また、モールド103Aの側面に力を加えてモールド103A(のパターン)を変形させることで、モールド103Aのパターンと目的基板上のショット領域との形状差を低減してもよい。この場合、図1に示すように、モールド103(103A)の周囲に配置され、モールド103の側面に力を加えることでパターンを変形させる変形部150が、モールド103のパターンと基板上のショット領域との形状差を補正する補正部として機能する。
Further, by applying a force to the side surface of the
更に、目的基板に部分的に光を照射し熱を加えて目的基板(ショット領域)を部分的に熱変形させることで、モールド103Aのパターンと目的基板上のショット領域との形状差を低減してもよい。この場合、図1に示すように、基板106に熱を加えることでショット領域を変形させる加熱部160が、モールド103(103A)のパターンと基板上のショット領域との形状差を補正する補正部として機能する。なお、モールド103Aの側面に力を加えることと目的基板に熱を加えることを組み合わせて、モールド103Aのパターンと目的基板上のショット領域との形状差を低減してもよい。
Furthermore, by partially irradiating the target substrate with light and applying heat to partially thermally deform the target substrate (shot region), the difference in shape between the pattern of the
また、接触時のモールド103Aと目的基板との相対的な傾き、押し付け力、接触時にモールド103Aを意図的に変形させる量などによっても転写パターンの形状が変化することが知られている。従って、これらの、モールド103Aの局所的な変形に対する敏感度を予め求めておくことで、これらを補正ノブとすることも可能である。このような敏感度を求める際にも、本実施形態の手法を採用することで、モールド103Aの局所的な変形まで把握することができる。S603では、目的基板に転写パターンを形成したが、S601と同様に、基準基板を用いて、装置パラメータを変更しながらモールド103Aの局所的な変形を確認すればよい。
It is also known that the shape of the transfer pattern changes depending on the relative inclination between the
また、モールド103のパターンを補正してもよい。具体的には、モールド103Aの局所的な変形を考慮して、モールド103のパターンを設計する。例えば、接触時にパターンが広がる部分では、かかる部分のパターンを縮小し、接触時のモールド103の変形によって目的とする転写パターンが基板上に形成されるようにする。
Further, the pattern of the
なお、S604では、一般的に、目的基板上に形成された転写パターンに光を照射して転写パターンを光学的に計測する。この際、目的基板にデバイスパターンが形成されていると、かかるデバイスパターンからの光(信号)も検出してしまう。本実施形態では、転写パターンのみを計測して、基準パターンとの差分を求めることが目的であるため、デバイスパターンからの光が混入するとノイズとなってしまう。従って、以下に説明するような対策によって、基板側(デバイスパターン)からの信号(光)の混入を低減させることが好ましい。 In S604, generally, the transfer pattern formed on the target substrate is irradiated with light to optically measure the transfer pattern. At this time, if a device pattern is formed on the target substrate, light (signal) from the device pattern is also detected. In the present embodiment, since the purpose is to measure only the transfer pattern and obtain the difference from the reference pattern, if light from the device pattern is mixed, it becomes noise. Therefore, it is preferable to reduce the mixing of the signal (light) from the substrate side (device pattern) by the measures described below.
例えば、転写パターンに照射する光の波長を最適化する。例えば、目的基板には、デバイスを製造するために、各種材料からなる多層が形成されていることが多い。この場合、所定の波長では、干渉条件によって、信号が戻ってこないことがある。また、特定の波長は、材料の特性によって透過しないこともある。 For example, the wavelength of the light with which the transfer pattern is irradiated is optimized. For example, a target substrate is often formed with multiple layers made of various materials in order to manufacture a device. In this case, at the predetermined wavelength, the signal may not return due to the interference condition. In addition, a specific wavelength may not be transmitted depending on the characteristics of the material.
転写パターンからの光の検出方式を最適化してもよい。照明光に対する0次光を検出光として検出する、所謂、明視野検出方式では、基板側からの信号も混在して取得してしまうことが考えられる。一方、照明光に対する2次光以降の光を検出光として検出する、所謂、暗視野検出方式であれば、基板側からの信号との弁別を行うことができる。また、暗視野検出でも特定の方向から照明光を入射するダイポール照明などにおいて、転写パターンの方向に応じて設定することで、基板側からの信号との信号強度の差異を生じさせることができる。 The method of detecting light from the transfer pattern may be optimized. In the so-called bright-field detection method in which the 0th-order light with respect to the illumination light is detected as detection light, it is conceivable that signals from the substrate side may be mixed and acquired. On the other hand, in the case of a so-called dark-field detection method in which light after the secondary light with respect to the illumination light is detected as detection light, discrimination from a signal from the substrate side can be performed. Further, even in dark field detection, in dipole illumination or the like in which illumination light is incident from a specific direction, setting can be made according to the direction of the transfer pattern, so that a difference in signal intensity from the signal from the substrate side can be generated.
また、所定のフォーカス面からの信号のみを取得する共焦点方式のスコープを用いれば、基板側からの信号を低減し、転写パターンからの信号を取得することができる。 Further, if a confocal scope that acquires only a signal from a predetermined focus plane is used, the signal from the substrate side can be reduced and the signal from the transfer pattern can be acquired.
また、モールド103Aの局所的な変形を計測する際には、モールド103を用いた実際のインプリント処理と比較して、使用する材料を変更してもよい。例えば、目的基板とインプリント材105との間、具体的には、目的基板の最上面(インプリント材105が供給される面)に、転写パターンに照射する光を透過しにくい物質を設けてもよい。ここで、転写パターンに照射する光を透過しにくい物質とは、転写パターンに照射する光に対する透過率が基準透過率よりも低い物質である。ダイバイダイアライメント方式では、モールドに形成されたマークと基板に形成されたマークを同時に計測して、相対位置を算出しているため、転写時に基板側マークを観察する必要がある。そのため、基準透過率としては、例えば、基板側マークが十分に観察できる状態の透過率とすることができる。また、波長によって透過率が異なる物質であれば、透過しやすい波長の光を用いて基板やモールドのマークを検出し、透過しにくい波長の光を用いて転写パターンを計測することができる。
When measuring the local deformation of the
また、転写パターンを計測しやすくするために、インプリント材105に所定の物質を添加してもよい。例えば、転写パターンに照射する光を透過しにくい物質をインプリント材105に添加すると、目的基板に形成されたデバイスパターンが検出されにくくなる。また、屈折率が高くなる物質をインプリント材105に添加すると、転写パターンからの信号強度が増加する。また、蛍光体をインプリント材105に添加すると、転写パターンに紫外光を照射することで、転写パターン自体が発光して検出しやすくなる。
Further, a predetermined substance may be added to the
また、転写パターンを形成する前に目的基板からの信号を取得し、かかる信号を、転写パターンを形成した後に得られる信号から差し引いてもよい。この場合、信号の位置関係を正確に合わせて差し引かないと、ノイズが増加する可能性がある。そこで、デバイスパターンの信号が強い部分を基準として信号を差し引くことで、デバイスパターンからの信号を精度よく除去することができる。 Alternatively, a signal from the target substrate may be acquired before forming the transfer pattern, and the signal may be subtracted from the signal obtained after forming the transfer pattern. In this case, noise may increase unless the positional relationship of signals is accurately matched and subtracted. Therefore, the signal from the device pattern can be accurately removed by subtracting the signal based on the strong signal of the device pattern.
このような対策によってノイズを低減しながら、転写パターンの絶対位置又は転写パターン間の相対位置を計測し、基準パターンと転写時パターンとの差分を求める。具体的には、同一位置の計測値の差分を求めることで、その位置での差分を把握することができる。このような処理をショット内で行うことで、モールド103Aの各位置における変形(歪み)を計測することができる。
While reducing noise by such measures, the absolute position of the transfer pattern or the relative position between the transfer patterns is measured, and the difference between the reference pattern and the transfer pattern is obtained. Specifically, by obtaining the difference between the measurement values at the same position, the difference at that position can be grasped. By performing such processing within the shot, the deformation (strain) at each position of the
本実施形態では、モールド103Aのパターン領域の全面に、Y方向に平行なラインパターンLPが形成されている場合を例に説明したが、モールド103Aに形成する周期的なパターンは、これに限定されるものではない。図4(a)に示すラインパターンLPでは、モールド103AのX方向の変形は計測することはできるが、モールド103AのY方向の変形を計測することができない。従って、1つの方向(例えば、X方向)のみに平行なラインパターンが形成された計測用のモールドを用いる場合には、かかる1つの方向とは異なる方向(例えば、Y方向)に平行なラインパターンが形成された計測用のモールドを用いる必要がある。
In the present embodiment, the case where the line pattern LP parallel to the Y direction is formed on the entire surface of the pattern area of the
また、1つの計測用のモールドを用いて、かかるモールドの複数の方向の変形を計測したい場合には、図8(a)に示すように、モールド103Aのパターン領域に格子状のパターン(格子パターン)GPを形成すればよい。図8(b)は、格子パターンGPを拡大して示す図である。X方向及びY方向のそれぞれの変形を計測したい場合には、所望の方向に対応する転写パターンの部分を計測することで、1つの計測用のモールドでX方向及びY方向の変形を計測することができる。図8(b)には、X方向及びY方向のそれぞれの変形を計測する際に計測対象となる転写パターンの部分を点線で示している。 Further, when it is desired to measure the deformation of the mold in a plurality of directions using one measurement mold, as shown in FIG. 8A, a grid pattern (lattice pattern) is formed in the pattern area of the mold 103A. ) GP may be formed. FIG. 8B is an enlarged view showing the lattice pattern GP. When it is desired to measure the deformation in each of the X direction and the Y direction, the deformation in the X direction and the Y direction can be measured by one measurement mold by measuring the portion of the transfer pattern corresponding to the desired direction. You can In FIG. 8B, the portion of the transfer pattern to be measured when measuring the deformation in each of the X direction and the Y direction is indicated by a dotted line.
また、図8(c)に示すように、モールド103Aのパターン領域にドットパターンDPを形成してもよい。図8(d)は、ドットパターンDPを拡大して示す図である。この場合、計測可能な方向が増え、組み合わせによって、任意の方向に対して計測可能となる。図8(d)には、X方向、Y方向及び斜め方向のそれぞれの変形を計測する際に計測対象となる転写パターンの部分を点線で示している。
Further, as shown in FIG. 8C, the dot pattern DP may be formed in the pattern area of the
また、本実施形態では、モールド103Aのパターン領域に形成される周期的なパターンの間隔を等間隔で図示しているが、周期的なパターンの間隔は等間隔に限定されるものではない。基準パターンと転写時パターンとの差分を計測できればよいため、周期的なパターンの間隔が不等間隔であってもよい。
Further, in the present embodiment, the intervals of the periodic patterns formed in the pattern area of the
例えば、目的基板に形成されているパターン(下地パターン)から変形が生じやすいモールドの部分(具体的には、他よりパターンが大きい部分やパターンの均一性が途切れる境界部分など)を予測することが可能である。また、インプリント条件によるモールドの変形に関しては、特開2016−063054号公報や特開2016−143838号公報に開示されているように、ショット領域の外周部がより顕著に影響を受ける。このような変形が大きいと考えられるモールドの部分には、より細かいパターンを形成して詳細な計測を行うとよい。なお、同様なパターンが繰り返して形成されていると、計測時の位置を捕捉する基準(目印)が必要となるため、所望の領域ごとに、基準となるマークを形成したり、パターンの幅や大きさを変更して基準にしたりしてもよい。 For example, it is possible to predict a portion of the mold that is likely to be deformed from the pattern (underlying pattern) formed on the target substrate (specifically, a portion where the pattern is larger than the others or a boundary portion where the pattern uniformity is interrupted). It is possible. Further, regarding the deformation of the mold due to the imprint condition, the outer peripheral portion of the shot area is more significantly affected as disclosed in JP-A-2016063054 and JP-A-2016-143838. It is advisable to form a finer pattern on the portion of the mold where such deformation is considered to be large and to perform detailed measurement. If a similar pattern is repeatedly formed, a reference (mark) for capturing the position at the time of measurement is required. Therefore, a reference mark is formed for each desired region, and the pattern width and The size may be changed and used as a reference.
上述したように、インプリント条件によるモールドの変形に関しては、ショット領域の外周部に顕著に現れるため、モールドと基板との相対位置を合わせてインプリント処理を行う方がよい。ダイバイダイアライメント方式であれば、基板に形成されたマークに対応するマークをモールドに形成し、それらのマークの相対位置をインプリント処理時に計測してモールドと基板との相対位置を合わせる。基板に形成されたマークを事前に計測し、その計測結果を統計演算してショット領域の配列を取得するグローバルアライメント方式であれば、基板に形成されたマークに対応するマークをモールドに形成する必要はない。 As described above, since the deformation of the mold due to the imprint conditions remarkably appears in the outer peripheral portion of the shot area, it is better to perform the imprint process by matching the relative positions of the mold and the substrate. In the case of the die-by-die alignment method, marks corresponding to the marks formed on the substrate are formed on the mold, and the relative positions of these marks are measured during the imprinting process to match the relative positions of the mold and the substrate. In the case of the global alignment method in which the marks formed on the substrate are measured in advance and the measurement results are statistically calculated to obtain the array of shot areas, it is necessary to form the marks corresponding to the marks formed on the substrate on the mold. There is no.
モールド103Aの局所的な変形の計測に関しては、必要な精度を満たす計測部(例えば、計測装置300)をインプリント装置100に設けることができるのであれば、インプリント装置100に設けた計測部で計測するとよい。但し、上述したように、目的基板からの信号の影響を除去するなどの複雑な処理が必要であれば、インプリント装置100の外部に設けられた計測装置で計測してもよい。本実施形態では、目的基板上に形成された転写パターンを計測できればよく、目的基板と転写パターンとの相対位置は変化しないため、インプリント装置100の外部に設けられた計測装置を使用することが可能である。
Regarding the measurement of the local deformation of the
本実施形態では、リソグラフィ装置として、基板の影響を受けやすいインプリント装置を例に説明したが、これに限定されるものではない。露光装置であっても、同様な転写パターンを基板上に形成することで、原版(レチクルやマスク)の局所的な変形(歪み)や高次成分を求めることが可能である。具体的には、計測用のマスクを介して基板上のレジストを露光し、現像工程を経て形成された転写パターンを計測する。かかる計測には、光学的な計測だけではなく、触診式の計測などを用いることも可能である。また、光学的な計測であれば、転写パターンをすぐに計測することができる、所謂、潜像レジストを用いると、現像工程を省いた計測が可能となる。 In the present embodiment, as the lithographic apparatus, an imprint apparatus susceptible to the influence of the substrate has been described as an example, but the present invention is not limited to this. Even in the exposure apparatus, it is possible to obtain local deformation (distortion) and higher-order components of the original plate (reticle or mask) by forming a similar transfer pattern on the substrate. Specifically, the resist on the substrate is exposed through a measurement mask, and a transfer pattern formed through a developing process is measured. For such measurement, it is possible to use not only optical measurement but also tactile measurement. Further, if it is an optical measurement, the transfer pattern can be measured immediately. If a so-called latent image resist is used, it is possible to perform the measurement without the developing step.
また、目的基板上のインプリント材105と計測用のモールド103Aとが接触している状態において、モールド103Aのパターン(ラインパターンLPなど)を直接計測することも可能である。目的基板上に形成された転写パターンは、転写工程及び離型工程を経て得られる最終結果であるため、モールド103Aの変形が生じるタイミングを切り分けることができない。但し、接触時のモールド103Aのパターンを計測することで、モールド103Aの変形が生じるタイミングを切り分ける(変形の原因を見極める)ことが可能となる。
It is also possible to directly measure the pattern of the
図9(a)、図9(b)、図9(c)及び図9(d)は、目的基板上のインプリント材105と計測用のモールド103Aとが接触している状態を示している。上述したように、インプリント材105の硬化法の一例として、インプリント材105とモールド103Aとが接触している状態において、インプリント材105に紫外光を照射してインプリント材105を硬化させる光硬化法がある。この場合、モールド103Aを介してインプリント材105に紫外光を照射するため、モールド103Aは、紫外光に対する透過率が赤い石英などで構成される。但し、石英の物性(屈折率)は、インプリント材105の物性(屈折率)に近いため、モールド103Aとインプリント材105とが接触した状態では、モールド103Aに形成された周期的なパターンを計測することが難しい。
9(a), 9(b), 9(c) and 9(d) show a state where the
そこで、図9(a)に示すように、モールド103Aのパターン(パターン部)に、インプリント材105の物性とは異なる物性を有する物質115を設けることで、モールド103Aのパターンを計測することができるようにする。物質115は、CrやAlなどの金属であって、蒸着によって、モールド103Aのパターンに設けられる。また、図9(b)に示すように、モールド103Aのパターン以外の部分に、インプリント材105の物性とは異なる物性を有する物質115を設けてもよい。換言すれば、モールド103Aのパターン(パターン部)の物性とモールド103Aのパターン以外の部分(基部)の物性とを異ならせることで、モールド103Aのパターンを計測することが可能となる。
Therefore, as shown in FIG. 9A, the pattern of the
一方、図9(c)に示すように、インプリント材105の物性を、モールド103Aの物性と異なるようにしてもよい。例えば、透過性の低い物質をインプリント材105に添加することで、モールド103Aのパターンに充填されたインプリント材105を計測することが可能となる。また、蛍光体をインプリント材105に添加して、紫外光を照射することでモールド103Aのパターン(に充填されたインプリント材105)を計測することも可能である。
On the other hand, as shown in FIG. 9C, the physical properties of the
また、図9(d)に示すように、モールド103Aにイオン117を打ち込んだり、異なる物質を構成したりすることで、モールド103Aの物性を変化せる。このように、モールド103Aの物性を変化させて、モールド103Aの物性とインプリント材105の物性とを異ならせてもよい。
Further, as shown in FIG. 9D, the physical properties of the
図9(a)乃至図9(d)に示すいずれの場合にも、モールド103Aのパターンとパターン以外の部分とのコントラストを向上させることができる。従って、インプリント材105とモールド103Aとが接触している状態において、モールド103Aのパターンを直接計測することが可能となる。
In any of the cases shown in FIGS. 9A to 9D, the contrast between the pattern of the
図10(a)及び図10(b)を参照して、目的基板上のインプリント材105と計測用のモールド103Aとが接触している状態において、モールド103Aのパターンを計測する計測装置200について説明する。計測装置200は、モールド103Aの表面(パターンが形成された面)とは反対側の面(裏面)からパターンを計測する。
With reference to FIGS. 10A and 10B, a measuring
図10(a)に示す計測装置200は、光源201から射出された光を、光学素子202及び203を介して、モールド103Aのパターンに照射する。モールド103Aのパターンで反射された光は、光学素子202、203及び204を介して、センサ205で検出される。ここで、光学素子202は、例えば、ハーフミラーや偏光ビームスプリッタを含む。なお、光学素子202として、偏光ビームスプリッタを用いる場合には、光源201と光学素子202との間に、λ/2板を配置し、光学素子202とモールド103Aとの間にλ/4板を配置するとよい。これにより、モールド103Aのパターンからの光を、その光量の低下を抑えながらセンサ205で検出することができる。また、熱源となる光源201及びセンサ205は、モールド103Aに近いと、モールド103Aが熱の影響を受けるため、ファイバーなどを用いて、モールド103Aから十分に離れた位置に配置するとよい。
The measuring
また、図10(b)に示す計測装置200では、光源201とモールド103Aとの間であって、モールド103Aと光学的にフーリエ変換となる位置に絞り206が配置されている。これにより、モールド103Aを斜入射で照明し、光軸周辺の光を検出する、所謂、暗視野検出方式を実現することができる。
Further, in the measuring
なお、空間的に構成することが可能であれば、共焦点顕微鏡などでモールド103Aのパターンを計測することで、基板106Bからの信号(光)を検出してしまうことを低減することができる。また、上述したように、基板106Bからの信号を低減するような対策をとってもよい。
If it can be spatially configured, it is possible to reduce the detection of a signal (light) from the
また、モールド103Aの所望の位置を計測するためには、計測装置200と基板106Bとの相対位置を変更する必要がある。この場合、計測装置200を移動させてもよいし、基板106Bを移動させてもよいし、計測装置200及び基板106Bの両方を移動させてもよい。
Further, in order to measure the desired position of the
このように、基板上のインプリント材105とモールド103Aとが接触している状態において、モールド103Aのパターンを直接計測することで、モールド103Aの局所的な変形を計測することも可能である。また、計測装置200は、計測装置300とは異なり、インプリント装置100の内部に設ける(インプリント装置100に組み込む)必要がある。
As described above, it is possible to measure the local deformation of the
インプリント装置100を用いて形成した硬化物のパターンは、各種物品の少なくとも一部に恒久的に、或いは、各種物品を製造する際に一時的に、用いられる。物品とは、電気回路素子、光学素子、MEMS、記録素子、センサ、或いは、型などである。電気回路素子としては、DRAM、SRAM、フラッシュメモリ、MRAMなどの揮発性又は不揮発性の半導体メモリや、LSI、CCD、イメージセンサ、FPGAなどの半導体素子などが挙げられる。型としては、インプリント用のモールドなどが挙げられる。
The pattern of the cured product formed by using the
硬化物のパターンは、上述の物品の少なくとも一部の構成部材として、そのまま用いられるか、或いは、レジストマスクとして一時的に用いられる。基板の加工工程においてエッチング又はイオン注入などが行われた後、レジストマスクは除去される。 The pattern of the cured product is used as it is as a constituent member of at least a part of the above-mentioned article, or is temporarily used as a resist mask. After etching or ion implantation is performed in the substrate processing step, the resist mask is removed.
次に、物品の具体的な製造方法について説明する。図11(a)に示すように、絶縁体などの被加工材が表面に形成されたシリコンウエハなどの基板106を用意し、続いて、インクジェット法などにより、被加工材の表面にインプリント材105を付与する。ここでは、複数の液滴状になったインプリント材105が基板上に付与された様子を示している。
Next, a specific method for manufacturing the article will be described. As shown in FIG. 11A, a
図11(b)に示すように、インプリント用のモールド103を、その凹凸パターンが形成された側を基板上のインプリント材105に向け、対向させる。図11(c)に示すように、インプリント材105が付与された基板106とモールド103とを接触させ、圧力を加える。インプリント材105は、モールド103と被加工材との隙間に充填される。この状態で硬化用のエネルギーとして光をモールド103を介して照射すると、インプリント材105は硬化する。
As shown in FIG. 11B, the
図11(d)に示すように、インプリント材105を硬化させた後、モールド103と基板106を引き離すと、基板上にインプリント材105の硬化物のパターンが形成される。この硬化物のパターンは、モールド103の凹部が硬化物の凸部に、モールド103の凸部が硬化物の凹部に対応した形状になっており、即ち、インプリント材105にモールド103の凹凸のパターンが転写されたことになる。
As shown in FIG. 11D, when the
図11(e)に示すように、硬化物のパターンを耐エッチングマスクとしてエッチングを行うと、被加工材の表面のうち、硬化物がない、或いは、薄く残存した部分が除去され、溝となる。図11(f)に示すように、硬化物のパターンを除去すると、被加工材の表面に溝が形成された物品を得ることができる。ここでは、硬化物のパターンを除去したが、加工後も除去せずに、例えば、半導体素子などに含まれる層間絶縁用の膜、即ち、物品の構成部材として利用してもよい。 As shown in FIG. 11E, when etching is performed using the pattern of the cured product as an etching resistant mask, the portion of the surface of the material to be processed where the cured product is absent or remains thin is removed to form a groove. .. As shown in FIG. 11(f), by removing the pattern of the cured product, an article having grooves formed on the surface of the material to be processed can be obtained. Although the pattern of the cured product is removed here, it may be used as a film for interlayer insulation included in a semiconductor element or the like, that is, as a constituent member of an article without being removed even after processing.
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。 The invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the following claims are attached to open the scope of the invention.
100:インプリント装置 103:モールド 103A:計測用のモールド 105:インプリント材 106:基板 112:供給部 113:制御部
100: Imprint apparatus 103:
Claims (26)
前記モールドの前記インプリント材に接触する面には、周期的なパターンが形成され、
前記計測方法は、
前記基板上のインプリント材に前記モールドを接触させて前記インプリント材に前記パターンを転写する第1工程と、
前記第1工程で前記インプリント材に転写された転写パターンと、基板又は転写工程の影響がコントロールされた基準パターンとの差分を計測する第2工程と、
前記第2工程で計測された前記差分に基づいて、前記転写パターンの変形の分布を取得する第3工程と、
を有することを特徴とする計測方法。 A measurement method for measuring deformation of a pattern formed by bringing a mold into contact with an imprint material on a substrate, the deformation being influenced by the substrate or the deformation being affected by a transfer process,
A periodic pattern is formed on a surface of the mold that contacts the imprint material,
The measuring method is
A first step of bringing the mold into contact with an imprint material on the substrate to transfer the pattern to the imprint material;
A second step of measuring a difference between the transfer pattern transferred to the imprint material in the first step and a reference pattern in which the influence of the substrate or the transfer step is controlled;
A third step of acquiring a distribution of deformation of the transfer pattern based on the difference measured in the second step,
And a measuring method.
前記インプリント材の前記光に対する透過率は、基準透過率よりも低いことを特徴とする請求項1乃至8のうちいずれか1項に記載の計測方法。 In the second step, the transfer pattern is irradiated with light to measure the transfer pattern,
The measuring method according to claim 1, wherein a transmittance of the imprint material with respect to the light is lower than a reference transmittance.
前記基板と前記インプリント材との間には、前記光に対する透過率が基準透過率よりも低い物質が設けられていることを特徴とする請求項1乃至8のうちいずれか1項に記載の計測方法。 In the second step, the transfer pattern is irradiated with light to measure the transfer pattern,
9. The substance having a transmittance for the light lower than a reference transmittance is provided between the substrate and the imprint material, according to claim 1. Measuring method.
前記モールドの前記インプリント材に接触する面には、周期的なパターンが形成され、
前記計測方法は、
前記基板上のインプリント材に前記モールドを接触させた状態における前記モールドのパターンを計測する第1工程と、
前記第1工程で計測された前記パターンと、基板又は転写工程の影響がコントロールされた基準パターンとの差分を取得する第2工程と、
前記第2工程で計測された前記差分に基づいて、前記モールドの変形を求める第3工程と、
を有することを特徴とする計測方法。 A measuring method for measuring deformation caused in the mold by bringing the mold into contact with an imprint material on a substrate,
A periodic pattern is formed on a surface of the mold that contacts the imprint material,
The measuring method is
A first step of measuring a pattern of the mold in a state where the mold is in contact with an imprint material on the substrate;
A second step of obtaining a difference between the pattern measured in the first step and a reference pattern in which an influence of a substrate or a transfer step is controlled;
A third step of obtaining the deformation of the mold based on the difference measured in the second step,
And a measuring method.
前記パターン部は、前記基部を構成する物質の物性とは異なる物性を有する物質で構成されていることを特徴とする請求項11に記載の計測方法。 The mold includes a base portion and a pattern portion in which the pattern is formed,
The measuring method according to claim 11, wherein the pattern portion is made of a substance having physical properties different from those of the substance forming the base.
前記インプリント材の前記光に対する透過率は、基準透過率よりも低いことを特徴とする請求項11乃至13のうちいずれか1項に記載の計測方法。 In the first step, the pattern is measured by irradiating the pattern with light in a state where the mold is in contact with the imprint material on the substrate,
14. The measuring method according to claim 11, wherein a transmittance of the imprint material with respect to the light is lower than a reference transmittance.
前記パターン部には、イオンが打ち込まれていることを特徴とする請求項11に記載の計測方法。 The mold includes a base portion and a pattern portion in which the pattern is formed,
The measurement method according to claim 11, wherein ions are implanted in the pattern portion.
前記基板と前記インプリント材との間には、前記光に対する透過率が基準透過率よりも低い物質が設けられていることを特徴とする請求項11に記載の計測方法。 In the first step, the pattern is measured by irradiating the pattern with light in a state where the mold is in contact with the imprint material on the substrate,
The measurement method according to claim 11, wherein a substance having a transmittance with respect to the light lower than a reference transmittance is provided between the substrate and the imprint material.
前記基板上のインプリント材にモールドを接触させることで前記モールドに生じる変形を求める処理を行い、前記処理で求められた前記変形を低減するように前記インプリント処理を行う制御部を有し、
前記制御部は、前記基板上のインプリント材に接触する面に周期的なパターンが形成された、前記モールドとは異なる計測用モールドを用いて前記処理を行い、
前記処理は、
前記基板上のインプリント材に前記計測用モールドを接触させて前記インプリント材に前記周期的なパターンを転写する第1工程と、
前記第1工程で前記インプリント材に転写された転写パターンと、前記パターンの基準となる基準パターンとの差分を計測する第2工程と、
前記第2工程で計測された前記差分に基づいて、前記転写パターンの歪みの分布を取得する第3工程と、
前記第3工程で取得された前記分布に基づいて、前記基板の凹凸に起因する前記モールドの変形を求める第4工程と、
を含むことを特徴とするインプリント装置。 An imprint apparatus for performing an imprint process for forming a pattern of an imprint material on a substrate using a mold,
A control unit that performs a process of determining a deformation caused in the mold by contacting the mold with the imprint material on the substrate, and performs the imprint process so as to reduce the deformation determined in the process,
The control unit, the periodic pattern is formed on the surface in contact with the imprint material on the substrate, performs the process using a measurement mold different from the mold,
The processing is
A first step of bringing the measuring mold into contact with an imprint material on the substrate to transfer the periodic pattern to the imprint material;
A second step of measuring a difference between the transfer pattern transferred to the imprint material in the first step and a reference pattern serving as a reference of the pattern;
A third step of acquiring a strain distribution of the transfer pattern based on the difference measured in the second step,
A fourth step of obtaining the deformation of the mold due to the unevenness of the substrate based on the distribution obtained in the third step;
An imprint apparatus comprising:
前記補正部は、前記供給部から前記基板上に供給される前記インプリント材の量及び位置の少なくとも一方を変更することで前記形状差を補正することを特徴とする請求項19に記載のインプリント装置。 Further comprising a supply unit for supplying the imprint material on the substrate,
20. The imprinting device according to claim 19, wherein the correction unit corrects the shape difference by changing at least one of an amount and a position of the imprint material supplied from the supply unit onto the substrate. Printing equipment.
前記工程で前記パターンが形成された前記基板を処理する工程と、
処理された前記基板から物品を製造する工程と、
を有することを特徴とする物品の製造方法。 A step of forming a pattern on a substrate using the imprint apparatus according to any one of claims 18 to 22,
A step of treating the substrate on which the pattern is formed in the step,
Manufacturing an article from the treated substrate,
A method for manufacturing an article, comprising:
前記基板上に原版に形成された周期的なパターンを転写する第1工程と、
前記第1工程で前記基板上に転写された転写パターンと、基板の影響を受けていない基準パターンとの差分を計測する第2工程と、
前記第2工程で計測された前記差分に基づいて、前記転写パターンの変形の分布を取得する第3工程と、
を有することを特徴とする計測方法。 A measuring method for measuring deformation of a transfer pattern transferred onto a substrate, which is affected by the substrate,
A first step of transferring the periodic pattern formed on the original onto the substrate;
A second step of measuring a difference between the transfer pattern transferred onto the substrate in the first step and a reference pattern not influenced by the substrate;
A third step of acquiring a distribution of deformation of the transfer pattern based on the difference measured in the second step,
And a measuring method.
前記変形を計測する処理を行う制御部を有し、
前記処理は、
前記基板上に原版に形成された周期的なパターンを転写する第1工程と、
前記第1工程で前記基板上に転写された転写パターンと、基板の影響を受けていない基準パターンとの差分を計測する第2工程と、
前記第2工程で計測された前記差分に基づいて、前記転写パターンの変形の分布を取得する第3工程と、
を含むことを特徴とする計測装置。 A measuring device for measuring the deformation of a transfer pattern transferred onto a substrate, which is affected by the substrate,
It has a control unit that performs the process of measuring the deformation,
The processing is
A first step of transferring the periodic pattern formed on the original onto the substrate;
A second step of measuring a difference between the transfer pattern transferred onto the substrate in the first step and a reference pattern not influenced by the substrate;
A third step of acquiring a distribution of deformation of the transfer pattern based on the difference measured in the second step,
A measuring device comprising:
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